第六节 水闸
水闸主要是利用闸门挡水和泄水的中低水头水工建筑物。
一、水闸的作用
关闭闸门,可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位,以满足上游取水或通航的需要。开启闸门,可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。水闸在水利工程中的应用十分广泛,多建于河道、渠系、水库、湖泊及滨海地区。
水闸作为调节水位、控制流量的水工建筑物,具有挡水和泄(引)水的双重功能,是江河湖泊上防洪排涝(挡潮)、灌溉供水、水资源调控、改善水环境等水利工程体系的重要组成部分,是减少自然灾害损失、保障经济社会发展和人民群众生命财产安全的重要基础设施。
二、水闸的组成
水闸由闸室、上游连接段和下游连接段组成。
1.闸室
闸室是水闸的主体,设有底板、闸门、启闭机、闸墩、胸墙、工作桥、交通桥等。闸门用来挡水和控制过闸流量,闸墩用以分隔闸孔和支承闸门、胸墙、工作桥、交通桥等。底板是闸室的基础,将闸室上部结构的重量及荷载向地基传递,兼有防渗和防冲作用。闸室通过上下游连接段与两岸或其他建筑物连接。
2.上游连接段
上游连接段由防冲槽、护底、铺盖、两岸翼墙和护坡组成,用以引导水流平顺地进入闸室,延长闸基及两岸的渗径长度,确保渗透水流沿两岸和闸基的抗渗稳定性。
3.下游连接段
下游连接段一般由护坦、海漫、防冲槽、两岸翼墙、护坡等组成,用以引导出闸水流均匀扩散,消除水流剩余动能,防止水流对河床及岸坡的冲刷。
三、水闸的分类与分级
(一)水闸的分类
按担负的任务(作用)分为节制闸(拦河闸)、进水闸(渠首闸)、排水闸(排涝闸、泄水闸、退水闸)、分洪闸、挡潮闸、冲沙闸、排冰闸7类。
按闸室结构分开敞式和涵洞式。
(二) 水闸的分级
根据水利部2000年颁发的《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2000)的规定,水闸分为以下5级:
大(1)型水闸:过闸流量≥5000m3/s;
大(2)型水闸:1000m3/s≤过闸流量<5000m3/s;
中型水闸:100m3/s≤过闸流量<1000m3/s;
小(1)型水闸:20m3/s≤过闸流量<100m3/s;
小(2)型水闸:过闸流量<20m3/s。
四、全国水闸情况
我国修建水闸的历史悠久。公元前598—前591年,楚令尹孙叔敖在今安徽省寿县建芍陂灌区时,即设5个闸门引水。以后随建闸技术的提高和建筑材料新品种的出现,水闸建设也日益增多。1949年后大规模现代化水闸的建设,在中国普遍兴起,并积累了丰富的经验。如长江葛洲坝枢纽的二江泄水闸,最大泄量为84000m3/s,运行情况良好。国际上修建水闸的技术也在不断发展和创新,如荷兰兴建的东斯海尔德挡潮闸,闸高53m,闸身净长3km,被誉为海上长城。当前水闸的建设,正向形式多样化、结构轻型化、施工装配化、操作自动化和远动自化方向发展。
根据全国第一次水利普查公报,全国共有不同规模水闸268476座,其中,大型(最大过闸流量1000m3/s以上)860座,中型(最大过闸流量100~1000m3/s)6332座,小型(最大过闸流量5~100m3/s)89827座,规模以下(最大过闸流量1~5m3/s)171457座。